24 شهریور, 1399

رویکردهای طراحی سامانه کنترل دود آتریوم

مروری بر تاریخچه کنترل دود آتریوم (فضاهای بزرگ)

دود به عنوان عامل اصلی بروز تلفات در حوادث حریق ساختمان ها شناخته میشــود. سیستم کنترل دود آتریوم (فضاهای بزرگ و حجیم) نسبت به سایر سامانه های کنترل دود از پیشینه طولانی تری برخوردار است. تاریخچه تحقیقات در این زمینه به حریق ســال ۱۸۸۱ در رینگ تئاتر (Ring Theater) شــهر وین که به فوت ۴۴۹ نفر انجامید، باز میگردد. در شکل زیر مخروبه های رینگ تئاتر پس از حادثه حریق ۱۸۸۱ مشاهده می شود.

حادثه حریق در رینگ تئاتر

پیش از این نیز حریق های مختلفی در تالارها و سالن های بزرگ با تلفات زیاد رخ داده بود اما پس از این حادثه، انجمن مهندسین اتریش آزمایش های حریق با مقیاس کوچک مختلفی را اجرا نمود و نشــان داد که چگونه بازشوهای ســقفی قرارگرفته در صحنه نمایــش می توانند از مخاطبین در برابر دود ناشــی از حریق محافظت کنند. پس از این تحقیقات، در تالارها و ســالن های نمایش مختلفی بازشوهای سقفی نصب گردید. اما زمان زیادی لازم بود تا این بازشوها به درستی عمل کنند. تا اینکه در حادثه حریق در پالاس تئاتر (Palace Theater) شهر ادینبرگ در سال ۱۹۱۱ این بازشوها دقیقا همانطور که انتظار میرفت، عمل کردند. در شکل زیر مخروبه های پالاس تئاتر پس از حادثه حریق ۱۹۱۱ مشاهده می شود.

حادثه حریق در آتریوم پالاس تئاتر

امروزه علاوه بر این بازشوها که برای تخلیه طبیعی دود مورد استفاده قرار میگیرند، نگرشهای مختلفی برای طراحی سامانه کنترل دود آتروم (فضای بزرگ) وجود دارد. منظور از آتریوم یا فضای بزرگ، فضایی است که حداقل در دو طبقه از ساختمان امتداد پیدا میکند؛ مانند آتریوم های مراکز تجاری و اقامتی، ســالن های ورزشــی و آشیانه های هواپیمــا. در ادبیات کنترل دود از اصطلاح آتریوم به عنوان یک واژه کلی برای فضاهای بزرگ مختلف استفاده میشود. همچنین بر اساس استاندارد NFPA 92 به کنترل دود در فضاهای بزرگ اصطلاحا مدیریت دود گفته می شود.

 

رویکردهای طراحی

رویکردهای مختلفی که در طراحی سامانه مدیریت دود آتریوم مورد استفاده قرار می گیرند، عبارتند از:

 

۱. تجمع طبیعی دود در آتریوم (Natural Smoke Filling)

در این رویکرد امکان حرکت دود به قسمت فوقانی آتریوم فراهم شده و در آنجا تجمع پیدا می کند. در این رویکرد هیچگونه تخلیه یا اگزاست طبیعی یا مکانیکی دود از آتریوم در نظر گرفته نمی شود. در برخی فضاها، زمان تجمع دود با در نظر گرفتن مشخصات حریق طرح از زمان موردنیاز جهت تخلیه نفرات بیشــتر اســت. زمان تجمع دود، مدت زمان بین شروع احتراق تا رسیدن دود به ارتفاع مورد نظر ایمن است. از آنجا که در این رویکرد، به فضای خالی بسیار زیادی بالاتر از آخرین طبقه آتریوم نیاز است، معمولا در ساختمان های محدودی میتوان از آن استفاده کرد.

 

اگزاست فن های تخلیه مکانیکی دود آتریوم

۲. تخلیه مکانیکی و پایای دود (Steady Mechanical Smoke Exhaust)

این رویکرد، رایج ترین رویکرد کنترل دود آتریوم ها در امریکای شمالی است. در این سامانه به منظور جلوگیری از رسیدن لایه دود ناشی از حریق طرح به ارتفاع مشخص و قرارگرفتن افراد در معرض آن، دود به صورت مکانیکی از قسمت فوقانی آتریوم تخلیه میگردد. به منظور آشنایی با محاسبات تخلیه دود آتریوم با این رویکرد به صفحه برنامه اکسل AtriumCalc جهت محاسبه سامانه مدیریت دود در آتریوم ها مراجعه کنید.

 

۳. تخلیه مکانیکی و ناپایای دود (Unsteady Mechanical Smoke Exhaust)

در این رویکرد نیز به منظور جلوگیری از افزایش ضخامت لایه دود و رسیدن آن به ارتفاع مشخص و قرارگرفتن افراد در معرض دود از قسمت فوقانی آتریــوم دود به صورت مکانیکی تخلیه می گردد. دبی هوای تخلیه در این رویکرد کمتر از رویکرد قبلی است و فقط سرعت افزایش ضخامت لایه دود و تنزل آن را کاهش داده و این امر فرصت خروج افراد و ساکنین ساختمان را از فضاها فراهم می کند. در این روش نیز باید تا زمان تخلیه ایمن نفرات از بالاترین طبقه، حداقل ارتفاع مورد نظر که در بخش های قبلی به آن پرداخته شد، حفظ شود.

 

بازشوها و دریچه های تخلیه و اگزاست دود آتریوم

۴. تخلیه طبیعی و پایای دود (Steady Natural Smoke Venting)

همانطور که در بخش های قبلی نیز عنوان گردید، استفاده از این روش تخلیه دود به حادثه حریق رینگ تئاتر در سال ۱۸۸۱ باز میگردد. استفاده از این رویکرد در ایالات متحده چندان رایج نیست اما در اروپا، استرالیا، هنگ‌کنگ، نیوزلند و ژاپن رایج است. برخلاف دو رویکرد قبلی، در این روش به جای فن های اگزاست و تخلیه، از بازشوهای دود در قسمت فوقانی آتریوم استفاده می شود. از آنجا که در این روش دود به واسطه نیروی شناوری تخلیه می شود، این روش اصطلاحا تخلیه ثقلی (Gravity Venting) نیز نامیده می شود. دبی دود عبوری از بازشوها باید مقداری باشد تا ضخامت لایه دود ناشی از حریق طراحی شده را به صورت نامحدود بالاتر از ارتفاع مشخص شده حفظ نماید. با توجه به اثرات زیاد ناشی از وزش باد و شرایط آب و هوایی بر روی عملکرد سامانه، جهت تحلیل ســامانه های تخلیه طبیعی دود توصیــه می گردد که از مدل های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و شبیه سازی عددی استفاده شود.

 

۵. تخلیه طبیعی و ناپایای دود (Unsteady Natural Smoke Venting)

این رویکرد مشابه مورد قبلی بوده، با این تفاوت که در این رویکرد دبی هوای تخلیه به اندازه ای است که صرفا سبب کاهش سرعت ازدیاد ضخامت لایه دود و تنزل آن شده و زمان مورد نیاز برای خروج ایمن نفرات از بالاترین طبقه آتریوم را فراهم مینماید. در این روش نیز باید تا زمان تخلیه ایمن نفرات از بالاتریــن طبقه، حداقل ارتفاع مورد نظر حفظ شود. با توجه به اثرات زیاد ناشی از وزش باد و شرایط آب و هوایی بر روی عملکرد سامانه، جهت تحلیل ســامانه های تخلیه طبیعی دود توصیــه می گردد که از مدل های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و شبیه سازی عددی استفاده شود.

آموزشی, کنترل دود , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *